СИСТЕМА ТОПЛИВОПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК F02M37/22 G05D27/02 G01F1/12 

Изобретение относится к системам топливопитания двигателей транспортных средств, в топливном баке которых возможно накопление подтоварной воды, поступающей вместе с топливом или конденсирующейся из воздуха, в частности к системам, обеспечивающим слив подтоварной воды, недопущение подачи воды вместе с топливом в двигатель и предотвращение несанкционированного слива топлива взамен подтоварной воды.

Известно устройство для регулирования процесса разделения водонефтяной смеси, содержащее датчик уровня раздела фаз «нефть-вода», размещенный в верхней части измерительной камеры, установленной в наклонном сепараторе-отстойнике, верхняя и нижняя части которой снабжены трубами, размещенными в зоне отстоя нефти и в зоне отстоя воды. Датчик уровня раздела фаз «нефть-вода» соединен со входом регулятора, на второй вход которого подается сигнал заданного значения уровня раздела фаз «нефть-вода» в измерительной камере. Выход регулятора соединен с регулирующим клапаном на линии отвода воды из сепаратора-отстойника (см. патент RU №2275414, от 2004.10.25, C10G 33/08 - прототип).

Недостатки известного устройства заключаются в следующем. Датчик уровня, размещенный в верхней части измерительной камеры, усложняет конструкцию. Наличие одного датчика уровня снижает точность измерения, поскольку не позволяет учесть изменение угла наклона плоскости раздела «топливо-вода» относительно горизонта, при котором датчик топлива выходит из зоны замера и выдает ошибочный сигнал на регулятор. Кроме того, при сепарации водонефтяной смеси не так остро стоит проблема экономии, как при сливе топлива с водой из топливного бака системы топливопитания, поскольку некоторая потеря сырой нефти вместе со сливаемой водой не идет в сравнение с потерей или несанкционированным сливом топлива. Еще одним недостатком известного технического решения является то, что устройство не сможет предотвратить поступление воды в двигатель вследствие приближения плоскости раздела к кромке сепаратора, в результате чего поток нефти захватывает и некоторую часть воды.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, в результате чего достигается упрощение конструкции, экономия топлива за счет недопущения сверхнормативных переливов топлива при штатном сливе подтоварной воды и недопущения несанкционированного слива топлива взамен воды, улучшение работы двигателя за счет поступления в систему топливопитания чистого топлива, не содержащего воды.

Задачей изобретения решается тем, что в известном техническом решении, содержащим топливный бак, установленные в нем уровнемер, связанный со входом регулятора уровня раздела «топливо-вода», регулирующий клапан для слива подтоварной воды, связанный с управляющим выходом регулятора, согласно изобретению уровнемер выполнен в виде двух датчиков уровня топлива, размещенных в зоне нижней допустимой границы топлива, преимущественно у противоположных стенок бака, одного датчика уровня воды, установленного на уровне слива, причем регулирующий клапан установлен с возможностью положительной обратной связи с регулятором по сигналу о наличии воды и отрицательной - при отсутствии упомянутого сигнала, а регулятор в период положительной обратной связи и слива воды снабжен программной настройкой на слив не более 100 кг топлива.

Система топливопитания в качестве дополнительных признаков может иметь регулятор, снабженный регистратором уровня топлива с возможностью регистрации уровня в период положительной обратной связи регулирующего клапана с регулятором.

Введение двух датчиков уровня топлива, размещенных в зоне нижней допустимой границы топлива, преимущественно у противоположных стенок бака, дает возможность, во-первых, отслеживать нормируемый объем топлива в баке, во-вторых, обеспечивает резервный канал подачи сигнала об изменении уровня топлива на регулятор при изменении угла наклона плоскости раздела, если один из датчиков вышел из зоны замера.

Отдельный датчик уровня воды, установленный на уровне слива, обеспечивает сигнал только при сливе воды и реагирует отсутствием сигнала при контакте с топливом вследствие понижения плоскости раздела «топливо-вода» до уровня слива. Это дает возможность наряду с сигналами датчиков топлива судить о приближении плоскости раздела к сечению клапана слива.

Положительная обратная связь регулирующего клапана с регулятором по сигналу о наличии воды обеспечивает нормируемый слив воды, а отрицательная обратная связь - при отсутствии упомянутого сигнала - полностью исключает несанкционированный слив из топливного бака любой фракции.

Введение в регулятор программной настройки на слив не более 100 кг топлива в период положительной обратной связи и слива воды учитывает точность измерения уровней топлива и воды, суточные и сезонные температурные колебания объемов жидкостей, гидростатическое давление, напор и инерцию потока жидкости, возможные отказы вследствие несанкционированных действий и т.д.

Регистрация уровня топлива в период положительной обратной связи регулирующего клапана с регулятором обеспечивает мониторинг и контроль расхода топлива.

Изобретение поясняется схематическим чертежом.

Система топливопитания двигателя содержит топливный бак 1, установленные в нем уровнемер 2, связанный со входом регулятора 3 уровня раздела «топливо-вода», регулирующий клапан 4 для слива подтоварной воды, связанный с управляющим выходом регулятора 3. Уровнемер 2 выполнен в виде двух датчиков 5 уровня топлива, размещенных в зоне нижней допустимой границы топлива, преимущественно у противоположных стенок бака, одного датчика 6 уровня воды, установленного на уровне слива, причем регулирующий клапан 4 установлен с возможностью положительной обратной связи с регулятором 3 по сигналу о наличии воды и отрицательной - при отсутствии упомянутого сигнала, а регулятор 3 в период положительной обратной связи и слива воды снабжен программной настройкой на слив не более 100 кг топлива.

Регулятор 3 может быть снабжен регистратором 7 уровня топлива с возможностью регистрации уровня в период положительной обратной связи регулирующего клапана 4 с регулятором 3.

Система топливопитания двигателя работает следующим образом.

При подаче из топливного бака 1 топлива в двигатель установленные в нем уровнемер 2, выполненный в виде двух датчиков 5 уровня топлива, размещенных в зоне нижней допустимой границы топлива, преимущественно у противоположных стенок бака, одного датчика 6 уровня воды, установленного на уровне слива, отслеживает изменения уровня плоскости раздела «топливо-вода», причем, если уровень превышает заданную величину, то связанный со входом регулятора 3 регулирующий клапан 4 для слива подтоварной воды, связанный с управляющим выходом регулятора 3, открывает свое сечение на слив воды. При этом регулирующий клапан 4 имеет положительную обратную связь с регулятором 3 по сигналу о наличии воды. Слив воды осуществляется до тех пор, пока уровень раздела не минует нижнюю отметку датчика воды. Положительная обратная связь регулирующего клапана 4 с регулятором 3 прерывается и регулирующий клапан 4 закрывает свое сечение. Однако до этого момента через клапан 4 может слиться некоторое количество топлива (менее 100 кг) в силу изменения точности измерения уровней топлива и воды, суточных и сезонных температурных колебаний объемов жидкостей, гидростатического давления, напора и инерции потока жидкости, возможных отказов вследствие несанкционированных действий и т.д., что учтено программной закладкой регулятора 3. После этого регулятор 3 не реагирует на какие-либо сигналы датчиков, а слив возможен исключительно по специальной команде, имеющей шифр.

Регистратор 7 регулятора 3 регистрирует уровень в период положительной обратной связи регулирующего клапана 4 с регулятором 3. В качестве регистратора может применяться штатная бортовая система мониторинга и контроля параметров транспортного средства.

Промышленная применимость предлагаемого изобретения обеспечивается за счет применения известных и широко применяемых составных частей системы.

Изобретение относится к системам топливопитания двигателей транспортных средств, в топливном баке которых возможно накопление подтоварной воды, поступающей вместе с топливом или конденсирующейся из воздуха, в частности к системам, обеспечивающим слив подтоварной воды, недопущение подачи воды вместе с топливом в двигатель и предотвращение несанкционированного слива топлива взамен подтоварной воды. Изобретение позволяет упростить конструкцию, экономить топливо за счет недопущения сверхнормативных переливов топлива при штатном сливе подтоварной воды. Система топливопитания двигателя содержит топливный бак, установленные в нем уровнемер, связанный со входом регулятора уровня раздела «топливо-вода», регулирующий клапан для слива подтоварной воды, связанный с управляющим выходом регулятора. Уровнемер выполнен в виде двух датчиков уровня топлива, размещенных в зоне нижней допустимой границы топлива, преимущественно у противоположных стенок бака, одного датчика уровня воды, установленного на уровне слива. Регулирующий клапан установлен с возможностью положительной обратной связи с регулятором по сигналу о наличии воды и отрицательной - при отсутствии упомянутого сигнала. Регулятор в период положительной обратной связи и слива воды снабжен программной настройкой на слив не более 100 кг топлива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система топливопитания двигателя, содержащая топливный бак, установленные в нем уровнемер, связанный со входом регулятора уровня раздела «топливо-вода», регулирующий клапан для слива подтоварной воды, связанный с управляющим выходом регулятора, отличающаяся тем, что уровнемер выполнен в виде двух датчиков уровня топлива, размещенных в зоне нижней допустимой границы топлива, преимущественно у противоположных стенок бака, одного датчика уровня воды, установленного на уровне слива, причем регулирующий клапан установлен с возможностью положительной обратной связи с регулятором по сигналу о наличии воды и отрицательной - при отсутствии упомянутого сигнала, а регулятор в период положительной обратной связи и слива воды снабжен программной настройкой на слив не более 100 кг топлива.2. Система топливопитания по п.1, отличающаяся тем, что регулятор снабжен регистратором уровня топлива с возможностью регистрации уровня в период положительной обратной связи регулирующего клапана с регулятором.